人為什么會一夜白頭？

本文經授權轉自公眾號

一席

（ID：yixiclub）

張兵，哈佛大學部干細胞與再生生物學系博士后，西湖大學部生命科學學院博導，

人到底為什么會一夜白頭？我們覺得這個現象非常有趣，因為壓力其實是人感知層面上的東西，了解它如何影響身體的健康，就好比去了解精神跟身體這兩條平行線是如何交匯的，

大家好，我叫張兵，目前在西湖大學部生命科學學院做研究員，我們的主要研究方向是皮膚和毛發的再生、更新，包括傷口的愈合，以及皮膚衰老的機制等等，今天想給大家分享一下我們前一階段的工作，就是關于壓力跟白發之間的關系。

在進入主題之前，我先給大家介紹一下我們的皮膚系統。我們的皮膚是由表皮層和真皮層構成的。對哺乳動物來說，皮膚其實是身體最大的器官，它占到大概10%到15%的重量，它可以保護我們免受病原微生物的侵害，還可以讓我們保持恒定的體溫，

貓咪炸毛 圖/B站@喜氏貓家族

皮膚也是一個最大的感覺器官，它可以讓我們感受到環境的變化，同時對外界的刺激做出反應，比如有的動物當它要打架的時候，你會看見它的毛發立起來；還有的動物夏天會脫毛，冬天毛發又會重新生長，

但對人來說，皮膚還有一個更加重要的功能，就是它決定了我們的顏值。一個人美不美，好不好看，其實很大程度上取決于他皮膚的狀態如何，

圖/ Coline Hasle Unsplash.com

那到底是什么因素影響了我們皮膚和頭發的狀態呢？除去遺傳因素，環境和我們自身的一些變化都對皮膚健康有著深遠的影響，比如前一天晚上有沒有熬夜，睡得好不好，最近吃的東西是不是太油，心情怎么樣等等，

在所有這些因素當中，有一個非常有趣的因素，就是精神壓力，你可能聽說過這個故事，這是法國國王路易十六的王后，瑪麗·安托瓦內特，在法國大革命期間，她被憤怒的革命者處死，據說她剛被抓的時候頭發還是灰褐色的，而等到她被送上斷頭臺時，頭發已經全白了，這個故事可能是虛構的，但頭發迅速變白的現象現在被廣泛稱為「瑪麗·安托瓦內特綜合癥」，

在我們歷史上也有一個非常有名的故事，春秋時期，伍子胥被楚王追殺，在過昭關時因為犯愁如何過關，一夜之間黑發變成了白發，

那有沒有近一點的例子？大家對這些人物肯定很熟悉，他們都是美國總統，這差不多是他們剛剛就職時候的照片。

圖/2009年歐巴馬就職典禮

這是他們離任的時候，當領導壓力還是挺大的。

離職后的歐巴馬 圖/2012年白宮卸任晚宴

我們覺得這個現象非常有趣。為什么呢？因為壓力其實是人感知層面上的東西，了解它是如何影響身體的健康，就好比去了解精神跟身體這兩條平行線是如何交匯的，

精神壓力會不會加速白發產生？

作為科研工作者，有了問題，就可以設計實驗去找答案。首先我們去查了以前一些關于壓力的研究，發現在神經科學領域，其實已經存在比較成熟的動物壓力模型，

比如說一只小鼠，你可以限制它的行動，讓它一天到晚只能呆在一個地方，你也可以讓它晝夜顛倒，或者讓它一直熬夜不睡覺，大家聽著是不是有點熟悉？可能很多朋友也每天過著這樣的生活，

通過這樣的動物模型，我們就可以去模擬人在承受壓力時身體的狀況，去進行非常精確的一種機制性的研究。

所以我們找了一些黑色的，有非常多毛發而且毛發還亮油油的小鼠，像不像我們剛畢業或者是剛開始工作時頭發的狀態？

下一步，我們就給它施加了壓力，幾個月后，小鼠變成了這樣，

我們看到結果的時候非常吃驚，我們覺得壓力可能會有一些影響，但沒有想過會產生這么大的影響，所以我們很自然地就在想，這其中到底是一種什么樣的機制在起作用？

認識我們的頭發

在了解這種機制之前，我們先了解一下我們的頭發。人類的頭皮平均大概有10萬個毛囊（我感覺我已經沒有10萬個了），頭發的生長和顏色，主要是由毛囊內部的干細胞決定的，

什么是干細胞？它存在于我們身體的很多器官當中，是一種處于原始狀態的細胞，我們的身體其實并不是一個靜止的狀態，它一直在生長和更新。比如說我們皮膚的表皮，每兩個星期就會完全更新一次，這種更新的動力就是干細胞。

干細胞主要做兩個工作，第一就是自我復制，它可以造出更多的自己，第二，它可以分化變成別的細胞。因為它可以不停地復制、分化，所以可以讓我們的身體進行更新，維持身體的一個穩態。

而對我們的毛囊來說，存在兩種干細胞，一種是毛囊干細胞，一種是色素干細胞，毛囊干細胞主要是負責做頭發，色素干細胞主要是負責給頭發上色，它們兩結合在一起就產生了有顏色的頭發，

毛囊是有生長周期的，分為三個階段：生長期、退化期和休止期。我們人類頭皮上的毛囊大部分時間都處于生長期，生長期非常非常長，這就是為什么我們需要不停地剪頭發，

但對自然界很多別的動物來說，它們大部分的毛囊生長期非常短，休止期非常長，它們長毛是一波一波長的，這也是為什么當你給寵物剪毛后，它需要很長時間才能再長回來，

那毛囊干細胞和色素干細胞分布在哪里呢？這些綠色的就是毛囊干細胞，藍色的就是色素干細胞，在休止期的時候它們都處于休眠狀態，它們什么也不干，就待在那里，

而當毛囊進入生長期后，這兩種干細胞就同時被激活了。毛囊干細胞會開始做一個新的毛囊，開始產生頭發，色素干細胞被激活后，就會分化出成熟的色素細胞，不停地給頭發上色，這樣我們就有了一根有顏色的頭發，

所以我們問的第一個問題就是，精神壓力到底是影響了色素干細胞，還是這種成熟的分化的色素細胞？

為什么這個問題很重要，大家想一想，如果你有干細胞的話，即使色素細胞沒有了，到下一輪毛囊周期的時候，你還是可以生成色素細胞，頭發還有機會上色。但如果你的色素干細胞沒了，就不可能再產生這種分化的色素細胞了。也就是說，不管再怎么長，這頭發永遠都是白色的了，

我們做了一個很簡單的實驗，這是我們實驗室非常常見的技術，叫做免疫熒光染色，這是顯微鏡下的照片，上面那些紅色點狀的就是色素干細胞，下面這一團紅色的就是成熟的分化的色素細胞。然后我們就給小鼠施加壓力，看它到底影響的是哪一種細胞，

結果大家可以看到，這些成熟的色素細胞還在那里，但是干細胞卻消失了。所以當這種毛囊進入下一輪生長周期的時候，就只能產生白發了，

看到這個結果的時候，我們真的非常吃驚，我們知道壓力可能會產生一些影響，但沒想到它可以直接導致一種干細胞的消失。

那這種精神層面上的影響，到底是通過什么樣的機制傳導到我們的皮膚里面，然后導致皮膚里的干細胞消失的呢？

壓力是怎么讓頭發變白的？

有幾種可能性，其實跟大部分人想的不一樣，皮膚結構是比較復雜，它里邊有非常多不同種類的細胞和組織，比如它有豐富的神經纖維，可以讓我們感知周圍的環境；它有很多免疫細胞，可以讓我們對抗病原微生物；它還有血管、脂肪細胞等等。那會不會是它們當中的某些細胞，間接地傳遞了壓力的影響？

我們首先想到了第一種可能性：免疫細胞。為什么是免疫細胞？因為它是比較容易受精神狀態影響的一類細胞，很多免疫性疾病都跟精神壓力有關，我們就想，會不會是精神壓力導致免疫細胞紊亂，讓它們開始攻擊自身的干細胞呢？

我們做的實驗非常簡單。有一種小鼠它先天就沒有免疫細胞，我們只要給這種小鼠施加精神壓力，看看它會不會長白發就行了。左邊是實驗前，右邊是給它施加壓力之后，

大家可以看到，即使沒有免疫細胞，小鼠仍然可以長出白發，這就說明免疫細胞對產生白發的過程來說不是最重要的。

接下來我們就想，那會不會是精神壓力導致我們身體當中的一些激素增多了，比如說腎上腺素，然后這些激素由血管傳遞到皮膚的各個地方，從而導致這種效應？

所以我們又做了一個實驗，由于這些壓力激素對小鼠的生存來說并不是必須的，我們用手術的方式就可以讓它不再分泌這些激素，之后再給這只小鼠施加壓力，看看在沒有這種激素的情況下，它會不會產生白發。

結果大家可能也猜到了，還是一樣的，小鼠繼續產生白發，

到目前為止我們就有點抓狂了，因為這兩種其實都是以前大家認為精神壓力導致白發的假說，結果我們驗證了事情并不是這樣的，那就還有第三種可能，會不會是交感神經系統？

給大家簡單介紹一下什么叫做交感神經系統，交感神經系統是我們自主神經系統的一種，自主神經系統不需要你的干預，就能自主地去工作，這也是為什么我們睡著的時候仍然可以呼吸，心臟仍然可以跳動。

交感神經系統「纏繞」在我們身體里絕大多數的組織和器官當中，它在應對壓力時非常活躍，并驅動著對人體來說非常重要的「戰斗或逃跑反應」：在有壓力的情況下，交感神經系統會被激活，我們會心跳加速、出汗，肌肉也會變得更加有力，對于原始人類而言，遭遇野獸時可能是戰可能是逃，這種瞬間的應激反應對我們的生存來說是非常重要的。

我們就想，那會不會是交感神經系統的激活導致干細胞的消失？我們首先看了看交感神經分布在皮膚的什么位置，結果發現它所在的位置離色素干細胞非常近，

大家應該猜到我們接著做了什么實驗了，其實套路都是一樣的，我們用了一種神經毒素，非常特異地去除了皮膚當中的交感神經，然后我們再給小鼠施加精神壓力，

這是對照組的小鼠，它產生了白頭發。這是去除交感神經之后再給壓力的小鼠，結果發現它的白發數量顯著地減少了，

看到結果我們非常驚喜，下一步我們就想，如果我們不給小鼠精神壓力，只是去激活它的交感神經，那頭發還會變白嗎？于是我們用人工的方法，只在這個圈里面去激活小鼠的交感神經，

大家可以看到，我們并不需要去給小鼠施加精神壓力，只要激活這種神經，就可以在任何地方產生白發，

最終，我們在細胞和分子水平上闡明了這個機制到底是怎么回事。原來，在一個正常狀態下，我們的色素干細胞是處在一種休眠狀態，但是在壓力的狀態下，我們的交感神經系統就會被過度激活，然后釋放大量的神經遞質去甲腎上腺素分子。

這種神經遞質可以跟色素干細胞上的一種特定的受體相結合，于是干細胞就被喚醒了，開始大量分化，最后就導致了干細胞庫的枯竭，產生了白發。這就好比用列印機一下子列印1000張紙，打著打著就沒墨了，其實就是這樣一個道理，

我們在《自然》雜志上發表這篇文章后，受到了很多的關注，也收到了很多大家的問題，第一個最常見的問題就是，那白發還會變黑嗎？

我想大家也知道答案了。由壓力引起的白發，它是很難再變回去的，因為這個毛囊里面已經沒有干細胞了，精神壓力導致的這種干細胞庫的枯竭，實際上是一種永久性的損傷，所以大家注意平時工作學習壓力不要太大。

其實仔細想想非常有意思，本來在人類這么長時間的進化過程當中，這種應激的壓力反應是一種正向的保護機制，但是我們的發現證明這種保護機制也是有一些負面作用的。

而且我們進一步就可以聯想到，交感神經存在于我們身體絕大多數器官當中，它的過度激活僅僅導致了白發嗎？還是說有一些損傷在我們身體的內部，只是我們沒有辦法看到？當然這有待于我們進一步地去研究，

還有一個問題就是，除了長白發，老鼠掉毛了嗎？一開始我百思不得其解，為什么老被問到這個問題，后來我明白了。

答案是yes，我們發現在精神壓力很大的時候，這些小鼠確實是會掉毛的，毛發會更少，我們實驗室也正在做一些相關的工作，想要去了解具體的機制是什么。

那我們可以人工干預這個過程嗎？其實是可以的，我們可以人工地去減緩皮膚和毛發受到精神壓力的影響，或者是加快皮膚和毛發的再生，比如我們找到了兩個方法來抑制白發的產生。

第一個方法是，我們可以讓這些休眠的干細胞一直沉睡，不讓它醒過來，用一些小分子的藥物就可以達到這樣的效果，我們也驗證了使用藥物后，小鼠就不會再產生白發了。

第二種方法，就是我們可以阻斷神經遞質的作用，這也是有藥物可以用的，當我們這樣做的時候，小鼠也不會產生白發。

接下來的一個問題是，壓力是導致白發的唯一原因嗎？壓力確實會導致白發，但是白發不代表你壓力一定大，因為白發的產生實際上是跟很多因素有關的，包括遺傳的因素，有些人營養不良也會產生白發，

那白頭發會越拔越多嗎？答案是不會，頭發的數量取決于毛囊的數量，你拔一根，就會再長一根，只不過當色素干細胞沒有了，長出來的就是白頭發，白頭發也不會越拔越少，你拔掉一根它還會再長一根，

還有一個問題非常有趣，就是白發是否有進化優勢？人體為什么要保留這樣一種帶副作用的功能呢？科學家有一些猜想，我們可以以大猩猩為例。成年的雄性銀背山地大猩猩在完全成熟后，背部就會長出灰色的毛發，它可以成為首領，帶領別的大猩猩，有可能在群居動物當中，白發往往跟經驗或者社會地位有一些關聯，可以帶來一些附加的價值。當然這只是一種猜想，

我們實驗室主要就是研究這些系統性的因子，比如精神壓力、肥胖、衰老、懷孕、鍛煉，是怎么樣通過影響成體干細胞來進一步影響我們的身體健康。這個領域其實目前還是處于一個比較早的初始的階段，研究的人不多，我們希望通過我們的研究，能夠了解這背后具體的機制，最終能夠讓我們每一個人都有一頭烏黑亮麗的頭發。

謝謝大家，

策劃丨葉子

剪輯丨大凱

美術丨阿椒

(責任編輯：高星宇_NBJS14074)